1. Введение
Композитный лист PCD (поликристаллический алмаз) для режущих инструментов, как сверхтвердый материал, играет чрезвычайно важную роль в области современной механической обработки. Он сочетает в себе высокую твердость и износостойкость алмаза с высокой прочностью и ударной вязкостью твердого сплава и широко используется при прецизионной обработке цветных металлов, неметаллических материалов и материалов из сплавов высокой твердости.
2. Структура и эксплуатационные характеристики композитных листов PCD для режущего инструмента.
структура
Композитные листы для режущих инструментов из ПКА обычно состоят из алмазного слоя и твердосплавной матрицы. Алмазный слой состоит из множества мелких алмазных порошков, спеченных в условиях высокой температуры и высокого давления, а его толщина обычно составляет от 0,5 до 2 мм. Матрица из цементированного карбида обеспечивает хорошую поддержку алмазного слоя, обеспечивая общую прочность и стабильность композитного листа во время использования.
ТТХ
Высокая твердость: алмаз имеет чрезвычайно высокую твердость (твердость по шкале Мооса до 10), что позволяет инструментам PCD легко резать материалы с более высокой твердостью и сохранять остроту кромки инструмента во время длительных процессов резания, сокращая частоту использования инструмента. замена и повышение эффективности обработки.
Высокая износостойкость: его износостойкость намного выше, чем у традиционных инструментальных материалов. В процессе обработки износ инструмента чрезвычайно мал, что может обеспечить точность размеров обработки и стабильность качества поверхности. для точной обработки в массовом производстве.
Высокая теплопроводность: Хорошая теплопроводность помогает быстро рассеивать тепло во время процесса резки, снижать температуру инструмента, уменьшать износ инструмента и тепловую деформацию заготовки, вызванную высокой температурой, тем самым повышая точность обработки и срок службы инструмента.
Низкий коэффициент трения: коэффициент трения с обрабатываемым материалом низкий, что способствует снижению силы резания и энергопотребления во время обработки. Это также снижает шероховатость обрабатываемой поверхности и улучшает качество поверхности заготовки.
3. Процесс подготовки
Выбор сырья
Качество алмазного порошка оказывает большое влияние на характеристики композитных листов для инструментов PCD. Обычно выбирается алмазный порошок с однородным размером частиц и высокой чистотой, а диапазон размеров его частиц обычно составляет 5-50 мкм. Матрица из цементированного карбида должна обладать высокой прочностью, высокой ударной вязкостью и хорошими связующими свойствами. Обычно используемые материалы матрицы из цементированного карбида включают WC-Co и т. д.
Процесс синтеза при высокой температуре и высоком давлении
Отобранный алмазный порошок и матрица из цементированного карбида помещаются в специальную форму и синтезируются в условиях высокой температуры и высокого давления. Температура синтеза обычно составляет 1300-1500 ℃, а давление около 5-6 ГПа. В условиях высокой температуры и высокого давления алмазный порошок объединяется друг с другом, образуя непрерывный алмазный слой и прочно связанный с матрицей цементированного карбида.
Процесс постобработки
Синтезированные композитные листы PCD должны пройти такие процессы постобработки, как резка, шлифовка и полировка, чтобы получить требуемую точность размеров и качество поверхности. Для резки обычно используются такие методы, как лазерная резка или электроэрозионная резка, а для шлифовки и полировки можно использовать такие инструменты, как алмазные шлифовальные круги, чтобы постепенно уменьшить шероховатость поверхности композитного листа и улучшить его плоскостность.
4. Области применения
Автомобильная промышленность
Он широко используется при обработке деталей из алюминиевых сплавов, таких как блоки автомобильных двигателей и головки цилиндров. Режущие инструменты PCD могут эффективно резать материалы из алюминиевых сплавов, обеспечивать точность обработки и качество поверхности, а также повышать эффективность производства и производительность автомобильных двигателей.
Аэрокосмическая область
Используется для обработки труднообрабатываемых материалов, таких как титановые сплавы и композитные материалы из углеродного волокна, в деталях аэрокосмической промышленности. Его высокая твердость и высокая износостойкость могут удовлетворить требования высокоточной обработки этих материалов и обеспечить качество и надежность деталей аэрокосмической промышленности.
Электронно-информационная индустрия
При обработке печатных плат (PCB) инструменты PCD можно использовать для сверления, фрезерования и других процессов обработки. Благодаря своим хорошим характеристикам обработки они могут улучшить качество обработки и эффективность производства печатных плат и адаптироваться к потребностям. бурное развитие электронной информационной индустрии.
5. Состояние рынка и тенденции развития
Статус рынка
В настоящее время на мировом рынке инструментальных композитных листов PCD в основном доминируют несколько всемирно известных компаний, таких как Element Six в США и Sumitomo Electric в Японии. Эти компании имеют очевидные преимущества в области технологических исследований и разработок, качества продукции и доли рынка. Есть также некоторые отечественные компании, занимающиеся производством композитных листов для режущих инструментов PCD, но все еще существует определенный разрыв между техническим уровнем и качеством продукции и международным передовым уровнем. Однако с бурным развитием отечественной обрабатывающей промышленности спрос на композитные листы для режущего инструмента из ПКА продолжает расти. Отечественные компании также постоянно увеличивают инвестиции в НИОКР и стремятся повысить свой технический уровень и конкурентоспособность на рынке.
Тенденция развития
Высокая производительность. В будущем композитные листы для режущих инструментов из ПКА будут развиваться в направлении более высокой твердости, лучшей износостойкости и более высокой прочности, чтобы соответствовать постоянно растущим требованиям к механической обработке, например, к более твердым и трудным для обработки материалам.
Уточнение: С развитием технологии точной обработки требования к точности размеров и качеству поверхности композитных листов для инструментов PCD будут становиться все более высокими, а процессы их подготовки станут более совершенными, чтобы гарантировать возможность производства продуктов, отвечающих требованиям точной обработки.
Многофункциональность: в дополнение к существующим режущим характеристикам композитные листы инструментов PCD могут быть наделены дополнительными функциями, такими как функция самосмазывания, функция защиты от коррозии и т. д., для дальнейшего расширения областей их применения.
6. Заключение
Являясь высокопроизводительным сверхтвердым материалом, инструментальные композитные листы PCD играют незаменимую роль в области современной механической обработки. Хотя на рынке в настоящее время доминируют известные международные компании, отечественные компании также продолжают развиваться и прогрессировать. Благодаря постоянным инновациям в технологиях и изменениям рыночного спроса, композитные листы PCD для инструментов будут развиваться в направлении высокой производительности, усовершенствования и многофункциональности, а области их применения также будут продолжать расширяться, обеспечивая более мощную поддержку для развития поддержка мировой обрабатывающей промышленности.
